Comment piloter un MOSFET avec un optocoupleur?

Quel est le schéma approprié pour piloter ce MOSFET à partir d'une broche de microcontrôleur à travers ce ou cet optocoupleur? Le MOSFET entraînera un moteur à 24 V, 6 A.

Le MOSFET suggéré n'est pas bien adapté à cette application. Il y a un risque grave que le résultat soit une ruine du tabagisme :-(. Principalement, le FET n'est que très très marginalement adapté à la tâche. FET appropriés disponibles, probablement à peu ou pas de frais supplémentaires.

Les principaux problèmes sont que le FET a une très mauvaise résistance (= élevée), ce qui conduit à une dissipation de puissance élevée et à un niveau d'entraînement réduit vers le moteur. Ce dernier n'est pas trop significatif mais inutile.

Considérez - la fiche technique indique que la résistance à la marche (Rdson - spécifiée en haut à droite à la page 1) = . Dissipation de puissance = donc à 6A la perte de puissance sera . Cela est facilement géré dans un boîtier TO220 avec un dissipateur thermique adéquat (un peu mieux qu'un type de drapeau de préférence), mais cette dissipation est totalement inutile car des FET Rdson inférieurs sont disponibles. La chute de tension sera . C'est de la tension d'alimentation. Ce n'est pas vaste, mais cela prend inutilement une tension qui pourrait être appliquée au moteur.I 2 × R ( 6 A ) 2 × 0,18 Ω = 6,5 W V = I × R = 6 V × 0,18 Ω = 1,1 V $0.18 \Omega$$I^2 \times R$$(6A)^2 \times 0.18 \Omega =~ 6.5W$$V = I \times R = 6V \times 0.18 \Omega =~ 1.1V$$\frac{1}{24} =~ 4%$

Ce MOSFET est en stock chez digikey pour 1,41 $ en 1.s.

MAIS

Pour 94 cents en 1 également en stock chez Digikey, vous pouvez avoir le magnifique MOSFET IPP096N03L. Ce n'est que 30 V nominale, mais a , de (!!!) et une tension de seuil maximale (allumez la tension de 2,2 volts. Ceci est tout à fait superbe FET à la fois pour l'argent et en termes absolus.R D S ( o n ) 10 m $I_{max} = 35A$$R_{DS(on)}$$10 m \Omega$

À 6A, vous obtenez dissipation. Il sera chaud au toucher lorsqu'il fonctionnera sans dissipateur thermique.$P_{diss} = I^2 \times R = (6A)^2 \times 0.010 \Omega = 360 mW$

Fiche technique IPP096N03L

Si vous voulez un peu plus de marge de tension, vous pouvez obtenir les 97 cents en stock 55V, 25A, IPB25N06S3-2 - bien que le seuil de la porte devienne marginal pour le fonctionnement 5V.$25 m \Omega$

En utilisant le système de sélection des paramètres de Digikey, spécifions le "FET idéal pour cette application et des applications similaires. 100V, 50A, porte logique (tension de mise sous tension faible, < . 50 m $R_{ds(on)}$$50 m \Omega$

Un peu plus chers à 1,55 $ en 1 ont en stock à Digikey MAIS 100V, 46A, typique, 2V ... la BUK95 absolument superbe / 9629-100B où ne ils se font alors partie numéros de? :-)R d s ( o n ) V t $24 m \Omega$ $R_{ds(on)}$$V_{th}$

Même avec un entraînement de grille de 3 V seulement, à 6 A sera d'environ ou environ 1,25 Watt de dissipation. À la porte 5V, entraînez donnant une dissipation d'environ 900 mW. Un boîtier TO220 serait trop chaud trop toucher à l'air libre avec une dissipation de 1 à 1,25 Watt - disons environ 60 à 80 C de montée. Acceptable mais plus chaud que nécessaire. N'importe quelle sorte de dissipateur de chaleur pourrait le ramener à "agréable et chaleureux". 35 m Ω R d s ( o n ) = 25 m $R_{ds(on)}$$35 m \Omega$$R_{ds(on)} ~=25 m \Omega$

Ce circuit d'ici est presque exactement ce que vous voulez et me permet d'en dessiner un :-).

Remplacez BUZ71A par le MOSFET de votre choix comme ci-dessus.

Contribution:

• Soit: X3 est l'entrée du microcontrôleur. Ceci est conduit haut pour marche et bas pour arrêt. "PWM5V" est mis à la terre.

• Ou: X3 est connecté à Vcc. Le PWM5V est entraîné par la broche du microcontrôleur - bas = allumé, haut = éteint.

Comme indiqué .$R1 = 270 \Omega$

• Le courant est$I= \frac{(Vcc-1.4)}{R1}$

• ou la résistance est$R = \frac{(Vcc-1.4)}{I}$

Pour Vcc = 5V et I ici = ~ 13 mA. Si vous vouliez dire 10 mA, alors - disons 330RR = ( 5 V - 1,4 V $270 \Omega$$R = \frac{(5V-1.4V)}{10mA} = 360 \Omega$

Sortie:

R3 tire la porte FET à la masse lorsqu'elle est désactivée. En soi, 1K à 10K serait OK - La valeur affecte le temps de désactivation mais pas trop importante pour le lecteur statique. MAIS nous l'utiliserons ici pour faire un diviseur de tension pour réduire la tension de la porte FET lorsqu'il est allumé. Donc, faites R3 la même valeur que R2 - voir le paragraphe suivant.

R2 est affiché gointo +24 Vdc mais cela est trop élevé pour la valeur nominale maximale de la porte FET. La porter à +12 Vcc serait bien et + 5 Vcc serait OK si les FET de porte logique mentionnés sont utilisés. MAIS ici, je vais utiliser 24 Vdc et utiliser R2 + R3 pour diviser la tension d'alimentation par 2 pour limiter Vgate à une valeur sûre pour le FET.

R2 définit le courant de charge du condensateur de la porte FET. Réglez R2 = 2k2 donne ~ 10 mA d'entraînement. Réglez R3 = R2 comme ci-dessus.

De plus, ajoutez un zener de 15 V sur R3, la cathode à la porte FET, l'anode ou la masse, cela fournit. protection de la grille contre les transitoires de surtension.

Le moteur se connecte comme indiqué.

D1 DOIT être inclus - cela fournit une protection contre le pic arrière de la FEM qui se produit lorsque le moteur est éteint. Sans cela, le système mourra presque instantanément. La diode BY229 montrée est OK mais est exagérée. Toute diode de courant nominal de 2A ou plus fera l'affaire. Un RL204 n'est que l'une d'une vaste gamme de diodes qui conviendrait. Une diode haute vitesse ici peut aider légèrement mais n'est pas essentielle.

Vitesse de commutation : comme indiqué, le circuit convient à la commande marche / arrêt ou PWM lent. Tout ce qui peut atteindre environ 10 kHz devrait fonctionner correctement./ Pour un PWM plus rapide, un pilote correctement conçu est requis.

En ce qui concerne le MOSFET, un optocoupleur n'est qu'un transistor.

En ce qui concerne le microcontrôleur, un optocoupleur n'est qu'une LED.

Donc, tout ce dont vous avez besoin est un circuit MOSFET piloté par transistor normal et un circuit LED piloté par microcontrôleur normal.

Voici un exemple de pilotage d'un MOSFET avec un transistor:

Donc Q2 est le côté sortie de l'opto-couper. R2 serait remplacé par le côté LED d'entrée de l'opto-coupleur et sa résistance de limitation de courant.

L'isolement de l'optocoupleur vous offre l'avantage de pouvoir placer son transistor de sortie où vous le souhaitez, indépendamment de la tension d'alimentation du microcontrôleur.
Conduire l'opto-coupleur signifie piloter sa LED. Si le microcontrôleur ne peut pas le piloter directement, vous aurez besoin d'un petit transistor pour cela.
Ensuite, vous placez le transistor de sortie de l'optocoupleur sur le MOSFET: collecteur sur V +, émetteur sur la grille. Placez une résistance entre la grille et la masse. De cette façon, vous basculerez la porte du MOSFET entre V + et la masse. Le MOSFET n'a pas besoin du 24V pour commuter 6A, cependant, 5V est suffisant. Vous pouvez limiter la tension de grille en ayant une résistance en série avec le transistor de l'optocoupleur. Si le transistor à la terre est 4k7, vous pouvez choisir 10k pour cela.

Si la LED de l'optocoupleur est allumée, le transistor conduira et rendra la grille haute, en activant le MOSFET. Si la LED est éteinte, le transistor sera éteint et la grille sera tirée vers le bas par la résistance.